Energistyring: overvåkning, visualisering, evaluering og optimering av energiforbruk Michael Rader. Markedssjef CentraLine c/o Honeywell GmbH

Transkript

1 Michael Rader Markedssjef CentraLine c/o Honeywell GmbH Energistyring: overvåkning, visualisering, evaluering og optimering Del 2: Visualisering og evaluering av forbruksdata Den første delen av denne todelte artikkelserien fokuserte på de tekniske og organisatoriske forutsetningene for energistyringssystemer: den nødvendige infrastrukturen, normene som brukes for å opprette og beregne de energiytelsesindikatorene som er relevante for kunden, hvordan systemarkitekturen er strukturert og i hvilke deler av arkitekturen informasjonen beregnes og lagres. Den andre delen fokuserer på visualiseringen og analyseringen av forbruksdata. Dette forklarer hvordan man finner optimeringsmuligheter.

2 Visualisering av dataene Visualiseringen konverterer de innsamlede dataene til lettfattelige, visuelle figurer. Kvaliteten på visualiseringen er avgjørende for å kunne finne eventuelle optimeringsmuligheter i et anlegg. I første omgang kan enkle visualiseringer bidra til betydelige besparelser ved å endre brukeradferd eller utstyrsoppsettet. Et eksempel fra supermarkeder: En enkel visning av strømforbruket over et lengre tidsintervall avdekket at flere supermarkeder hadde nesten samme strømforbruk i åpningstiden om kvelden som om natten etter stengetid. Årsaken til dette var at lysene på parkeringsplassen stod på hele tiden. Ved å knytte kontrollplanen for belysningen til åpningstidene kuttet man mer enn 75 % av det nattlige strømforbruket for utebelysningen. Forskjellige muligheter for grafisk evaluering Med moderne automatiseringssystemer blir det mulig å foreta grafiske evalueringer i selve automatiseringsstasjonene. På grunn av den begrensede lagringskapasiteten er disse evalueringene stort sett visninger som ikke krever langtidsvinduer. Her er noen eksempler på dette: 7 % 57 % 36 % CentraLine ARENA AX / Heating Energy Lobby CentraLine ARENA AX / Electrical Energy Lobby CentraLine ARENA AX / Cooling Energy Lobby Fig. 1: Kakediagrammet viser det akkumulerte dags-, måneds- eller årsforbruket ordnet etter forbrukstype.

3 Fig. 2: Daglig energiforbruk vist som trendkurver eller stolpediagrammer. Forklaring: 1: Avkjøling 2: Ledningsvann 3: Strøm Med moderne automatiseringsenheter som CentraLine HAWK kan du åpne diagrammer via en nettleser, eksportere/sende rapporter automatisk i PDF-filformat og overføre data til vanlige regnearkprogrammer for videre analyser eller kartlegging. Ledelsesnivået har større lagringskapasitet, slik at det her kan analyseres lengre tidsintervaller. Dette gjør det mulig å opprette og sammenligne referansepunkter over flere år. Figur 3 viser en optimaliseringsprosedyre (isolasjon) som ble foretatt i andre kvartal av 2011 (rød kurve), og som senere førte til at forbruket i den kalde årstiden ble redusert.

4 Fig. 3: Sammenligning et over flere år Energiblandingen over tid kan presenteres i et stolpediagram som viser hvor stor andel av det samlede energiforbruket de forskjellige forbrukerne står for. Fig. 4: Energifordeling over tid Forklaring: 1: Oppvarming (kwh) 2: Belysning (kwh) 3: Varmtvann (kwh) 4: Avkjøling (kwh)

5 En regresjonsanalyse gjør det enklere å tolke dataene Regresjonsanalyse er av særlig interesse. Den fremstiller to forskjellige (men relaterte) mål som punktsett. Figur 5 viser både det daglige forbruket av fyringsenergi (y-aksen), og den gjennomsnittlige utetemperaturen (hvert punkt er én dag). Ved å evaluere av punktklyngene kan man trekke viktige slutninger: Knekken viser terskelverdien for fyring. I bygningen som denne regresjonsanalysen ble utført for, var terskelverdien rundt 15 C. Hvis utetemperaturen er høyere enn terskelverdien for fyring, brukes veldig lite energi (bare generering av varmtvann). Behovet for fyringsenergi øker i takt med at utetemperaturen synker. Jo flatere kurven er, desto mindre virkning har utetemperaturen på energiforbruket. Bratte kurver og høye terskelverdier for fyring tyder på store varmetap, noe som kan forebygges gjennom bedre isolasjon av bygningen. Hvis det er stor spredning i punktskyen for samme temperatur, betyr det at energiforbruket varierer betydelig under identiske klimaforhold. Dette kan ha svært komplekse årsaker, og forklaringen ligger ofte i bruksmønsteret: For eksempel endrede åpningstider, åpne vinduer. økt varmtvannsforbruk i dusjene i sportshaller på grunn av flere brukere, osv. Punkter som ligger utenfor punktskyen (avvikende verdier) kan tyde på behov for tiltak fra brukerens side, spesielt hvis disse punktene opptrer jevnlig. De regelmessige nedre, avvikende verdiene i figur 5 kan forklares ved at bygningen brukes mindre i helgene (sammenlignet med ukedager), og derfor har lavere fyringsbehov disse dagene. En analyse av de øvre, avvikende verdiene viser at disse alltid forekommer på tirsdager. Dette kan skyldes at tidsinnstillingen er feil, slik at det fyres også utenom åpningstidene.

6 1 3 2 Fig. 5: Regresjonsanalyse Forklaring: 1: Jevnlige øvre avvikende verdier: Feil tidsinnstilling 2: Jevnlige nedre avvikende verdier: Helger 3. Terskelverdi for fyring Regresjonsanalysene kan brukes på mange forskjellige måter. I stedet for å se energiforbruket i forhold til utetemperaturen, kan forbruket for produksjonsselskapers del analyseres opp mot mengden av produserte produkter. Den produserte fyringsenergien kan dessuten også settes opp mot gassforbruket i kubikkmeter, for å finne ut hvor effektivt varmegeneratoren fungerer. Det kan være nyttig å ta utgangspunkt i referansepunkter fra ukedagene for å spore avvikende verdier som forekommer ofte. Her sammenlignes energiforbruket over et definert tidsrom hver dag. Enkeltdager med betydelige avvik kan dermed identifiseres umiddelbart. I kontor- eller skolebygg er det naturlig å forvente at energiforbruket er noenlunde likt på arbeidsdager, og lavere i helgene. Figur 6 viser imidlertid uventede kurver på tirsdager, da det tydeligvis ble fyrt hele dagen.

7 Fig. 6: Referansepunkter fra ukedager over en periode på to uker. Vi ser her en utypisk tidsprofil og et høyere forbruk på tirsdager

8 Energistyringssystemer gir kostnadsmessig transparens Ved hjelp av et energistyringssystem kan forbruksverdiene regnes om til kostnader. Kostnadene avhenger av avtalene som er inngått mellom kunden og energileverandøren. CentraLine-programvaren for energistyring gjør det mulig å legge inn avtalene i programvaren, og dermed regne om forbruket automatisk til en hvilken som helst valuta. Fig. 7: Tariffanalyse Figur 7 viser et eksempel på en tariffanalyse der tariffen består av tre komponenter: dag-, natt- og helgetariff. Andre tariffkombinasjoner som for eksempel tariffer som avhenger av forbruksmengdene, kan også enkelt integreres.

9 Energisparing ved å endre brukerrutinene Hvis alle som bruker bygningen jobber bevisst med å redusere eget energiforbruk, kan de bidra til vesentlige kostnadsbesparelser. I stedet for bare å opprette rapporter og analyser for de som er ansvarlige for energistyringen, bør alle som bruker bygningen få se en grafisk fremstilling av utvalgte indikatorer for energiytelse. I CentraLines energistyringssystem gjøres dette ved hjelp av såkalte elektroniske tavler (se fig. 8), der bestemte rapporter publiseres automatisk, f.eks. til en skjerm i lobbyen. Informasjonen som skal vises, defineres av systempartneren sammen med en representant for kunden. Programmet gir nesten ubegrensede muligheter: Medarbeiderne kan se hvor stor andel av det totale energiforbruket avdelingen deres står for, de individuelle skiftene i et produksjonsanlegg kan sammenlignes med andre ut fra energiforbruket per fremstilt produkt, og hotellgjester kan se eget energiforbruk sammenlignet med gjennomsnittet. Slike tiltak viser hvordan hver og en påvirker energiforbruket, og bidrar til å skape bevissthet rundt effektiv bruk av energi. Fig. 8: Eksempel på en elektronisk tavle

10 Eksempler på optimeringsmuligheter Optimeringsmulighetene beregnes ved å analysere de visualiserte indikatorene for energiytelse og eventuelt også sammenligne med andre bygninger som bruker lignende referansepunkter. Eksempler på optimeringsmuligheter er allerede gitt i artikkelen. De omfatter alt fra å skape bevissthet blant medarbeiderne ved å visualisere konsekvensene av enkelthandlinger, til å forbedre kontrollstrategiene og iverksette byggetiltak som f.eks. isolasjon. Forbedringer i kontrollstrategiene kan være alt fra justeringer av tidsinnstillingene, til fullstendige omplanlegginger. Selv små investeringer kan gi betydelige kostnadsbesparelser. Et eksempel: 4D-kinoen i Europark Rust og et supermarked i Viechtach kuttet energiforbruket med opptil 30 % ved å gå over til å bruke behovsdrevet luftkvalitetskontroll som kontrollstrategi for ventilasjon. Disse besparelsene ble gjort uten å redusere komforten for kundene. Intelligente systemer som CentraLine AX kan knytte energistyringen direkte til utstyrskontroller, og dermed påvirke anleggsoperasjonene i sanntid for å redusere energikostnadene. Et eksempel: En fortløpende analyse av dataene som mottas fra strømmålerne, gjør det mulig å forutsi og unngå toppbelastninger ved å slå av, redusere eller rokere på strømforbrukere. Viftehastigheten kan for eksempel stilles ned en stund uten at det gir merkbare endringer i komforten for kundene. Høye energikostnader forårsaket av toppbelastninger kan dermed effektivt elimineres. Oppsummering Moderne energistyringssystemer gjør energiforbruket transparent, bidrar til å avdekke optimeringsmuligheter og bekrefter effekten av tiltakene som er gjennomført. Hvis de brukes riktig, gir de mulighet til å vurdere energieffektiviteten for en bygning, og sammenligne den med andre bygninger ved å kompensere for værfaktorer, brukeratferd og/eller bygningens størrelse. Dette krever både en detaljert systemutforming og en teknisk løsning som er fleksibel nok til at forskjellige brukerkrav kan implementeres raskt og effektivt. Kombinasjonen av energistyring og kontrollteknologi i et integrert system gjør det mulig å realisere ytterlige besparelser gjennom automatisk utkobling ere, og gir i tillegg fordeler av et komplett system med enhetlig bruk. CentraLines energistyringspartnere hjelper kundene med å utforme og integrere effektive systemer for energistyring.

11 Bildekilder: Fig. 1 8: CentraLine Redaksjonelle kontaktpartnere: Ansel & Möllers GmbH Simone Setka König-Karl-Straße Stuttgart Tlf.: / ; Faks: -25 E-post: s.setka@anselmoellers.de Du finner mer informasjon om energieffektivitet i bygninger på nettstedet Her kan du lese og laste ned ti tekniske artikler skrevet av eksperter fra CentraLine. Du finner mer informasjon om CentraLine på Infoline / eller på samt ved bestilling på e-post til info-d@centraline.com. CentraLine Honeywell GmbH Böblinger Strasse 17 D Schönaich